CN111386613A - 压电薄膜及压电传感器 - Google Patents

压电薄膜及压电传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN111386613A
CN111386613A CN201880075197.1A CN201880075197A CN111386613A CN 111386613 A CN111386613 A CN 111386613A CN 201880075197 A CN201880075197 A CN 201880075197A CN 111386613 A CN111386613 A CN 111386613A
Authority
CN
China
Prior art keywords
piezoelectric
film
layer
coating layer
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201880075197.1A
Other languages
English (en)
Inventor
矢野孝伸
米泽秀行
梨木智刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Publication of CN111386613A publication Critical patent/CN111386613A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/044—Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/046—Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/857—Macromolecular compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

本发明的压电薄膜(10)为在基材薄膜(12)上层叠有具有压电性的涂布层(14)的薄膜状的压电薄膜。另外，压电传感器(16)在压电薄膜(10)形成有透明电极(18)、(20)。压电传感器(16)借助透明填充层(22)安装于显示器(24)。对于本发明的压电薄膜，调节基材薄膜的材料、压电层的厚度以使20℃～80℃的储能模量变化为±30％以下。由此，提供能够在温度变化大的环境下使用的压电薄膜及具备该压电薄膜的压电传感器。

Description

压电薄膜及压电传感器
技术领域
本发明涉及用于检测按压的压电薄膜及具备该压电薄膜的压电传感器。
背景技术
以往，在电子设备的显示器的前面安装有触摸面板，用于电子设备的操作。触摸面板仅检测位置座标，但通过追加压敏传感器，也能够检测到按压力。例如，下述的专利文献1中公开了也能够检测按压力的触摸面板。
但是，专利文献1的触摸面板中使用的氟系压电材料的温度特性发生大幅变化。智能电话、车载导航系统等的显示器中使用触摸面板的情况下，温度变化大，氟系压电材料的压电常数d33值发生大幅变化。因此，即使以相同的力按压触摸面板，根据温度检测到的按压力也不同，温度变化大时的使用是困难的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许5144368号
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供能在温度变化大的环境下使用的压电薄膜及具备该压电薄膜的压电传感器。
用于解决问题的方案
本发明的压电薄膜具备：基材薄膜、及层叠于前述基材薄膜的具有压电性的涂布层。前述涂布薄膜的20℃～80℃的储能模量变化为±30％以下。
涂布层的厚度为0.5～10μm。该涂布层包含氟树脂，具体而言，为偏氟乙烯、三氟乙烯、氯三氟乙烯中的2种以上的共聚物或偏氟乙烯的聚合物。另外，基材薄膜由高分子薄膜形成。压电薄膜的雾度值为5％以下。
本发明的压电传感器具备：上述压电薄膜、相对于前述压电薄膜的至少1个面直接或间接地层叠、且以铟氧化物为主成分的透明导电。
在基材薄膜与涂布层之间、基材薄膜与透明电极之间、及涂布层与透明电极之间的至少1者中具备光学调整层、锚涂层、抗粘连层中的至少1者。
发明的效果
本发明通过使20℃～80℃的储能模量变化为±30％以下，从而能够使压电常数d33值的20℃～80℃的变化率为±10％以下。即使在温度变化大的情况下，检测到的压力值也不易产生误差。
附图说明
图1为示意性地示出本发明的压电薄膜及压电传感器的构成的图。
图2中，(a)为示意性地示出在压电薄膜与透明电极之间设置有光学调整层的构成的图，(b)为示意性地示出在基材薄膜与涂布层之间设置有光学调整层的构成的图。
图3为示意性地示出在基材薄膜与涂布层之间设置有锚涂层的构成的图。
图4为示意性地示出在基材薄膜与透明电极之间设置有抗粘连层的构成的图。
图5中，(a)为示意性地示出在基材薄膜形成有一个透明电极的构成的图，(b)为示意性地示出在基材薄膜形成有另一透明电极的构成的图。
图6为示意性地示出在基材薄膜形成有两个透明电极的构成的图。
图7为示意性地示出实施例5～11中使用的构成的图。
具体实施方式
使用附图对本发明的压电薄膜及压电传感器进行说明。
[实施方式1]
图1所示的本发明的压电薄膜10为在基材薄膜12上层叠有具有压电性的涂布层14的薄膜状的压电薄膜。另外，压电传感器16在压电薄膜10形成有透明电极18、20。压电传感器16借助透明填充层22安装于显示器24。
[基材薄膜]
基材薄膜12的材料例如可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、聚环烯烃、聚醚砜、聚芳酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚降冰片烯等高分子薄膜。基材薄膜12优选透明性、耐热性、及机械特性优异的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET薄膜)，但不限定于此。
基材薄膜12的厚度优选为10μm以上且200μm以下，但不限定于此。但是，基材薄膜12的厚度不足10μm时，有处理变困难的担心。另外若基材薄膜12的厚度超过200μm，则有难以将压电薄膜10卷取来形成卷的担心，进而有将压电薄膜10安装于触摸面板时其厚度变得过厚的担心。
[具有压电性的涂布层]
具有压电性的涂布层14以薄膜状涂布于基材薄膜12上。对于具有压电性的涂布层14，只要涂布后的膜具有压电性，就没有特别限定。对于具有压电性的涂布层14，期望即使不进行轮询(极化处理)也表现出压电性，但也可以在轮询后表现出压电性。
具有压电性的涂布层14例如如下来得到：使涂布层的材料溶解于溶剂而制成溶液，利用棒涂机、凹版涂布机等已知的涂布装置在基材薄膜12上薄且均匀地涂布，其后进行干燥，从而得到。
[具有压电性的涂布层的材料]
具有压电性的涂布层14的材料例如可以适当地使用包含氟系树脂的材料。若具体例示包含氟系树脂的材料，则可以选自作为含偏氟乙烯成分的聚合物的聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-三氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯-氯三氟乙烯的共聚物、六氟丙烯-偏氟乙烯的共聚物、全氟乙烯基醚-偏氟乙烯的共聚物、四氟乙烯-偏氟乙烯的共聚物、六氟环氧丙烷-偏氟乙烯的共聚物、六氟环氧丙烷-四氟乙烯-偏氟乙烯的共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯-偏氟乙烯的共聚物。而且，这些聚合物可以单独使用，也可以以混合体的形式使用。更优选为偏氟乙烯-三氟乙烯-氯三氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯的聚合物。
使用偏氟乙烯-三氟乙烯的共聚物作为涂布层的材料的情况下，将整体设为100，偏氟乙烯与三氟乙烯的摩尔比为(70～75)：(30～25)是适当的。另外，使用偏氟乙烯-三氟乙烯-氯三氟乙烯的共聚物作为涂布层的材料的情况下，将整体设为100，偏氟乙烯与三氟乙烯与氯三氟乙烯的摩尔比为(63～65)：(27～29)：(10～6)是适当的。
[具有压电性的涂布层的厚度]
具有压电性的涂布层14的干燥后的厚度没有限定，若考虑后述的光学特性，则0.5μm以上且10μm以下、优选0.5μm以上且7μm以下、进一步优选0.5μm以上且5μm以下是适当的。具有压电性的涂布层14的干燥后的厚度不足0.5μm时，有形成的膜不完全、不表现压电性的担心。若具有压电性的涂布层14的干燥后的厚度超过10μm，则有光学特性(雾度及总透光率)变不适当的担心。
对于具有压电性的涂布层14的厚度和基材薄膜12的材质，以使涂布薄膜的20℃～80℃的储能模量变化成为±30％以下的方式来决定上述的基材薄膜12的材料和具有压电性的涂布层14的厚度。
对设为上述关系的理由进行说明。已知铁电性高分子的压电常数d33值很大程度取决于尺寸效应，与厚度的变化成比例，d33值的温度变化也最依赖于杨氏模量的变化。通过使用杨氏模量变化小的基材薄膜，从而能够减小涂布薄膜的杨氏模量变化，因此能够减小压电常数d33值的温度特性变化，压电薄膜10的压电常数d33值的20～80℃下的变化率为±10％以下。该变化率为±10％以下时，越小越优选。
[压电薄膜的光学特性]
由于显示器24的图像必须清晰可见，压电薄膜10的雾度值优选5％以下，总透光率优选85％以上、更优选88％以上、进一步优选90％以上。压电薄膜10的雾度值超过5％的情况下、或总透光率不足85％的情况下，有显示器24的图像不能清晰可见的担心。
[透明电极]
图1的透明电极18、20层叠于压电薄膜10的两面。若对压电传感器16进行按压，则具有压电性的涂布层14进行极化，由一个透明电极18检测具有压电性的涂布层14的电位的变化。另一透明电极20作为基准电位(接地电位)。透明电极18、20以覆盖压电薄膜10的各个面的整体的方式形成。需要说明的是，透明电极18、20可以在压电薄膜10的任一面形成，根据需要可以蚀刻为电极的形状。
透明电极18、20可列举出铟系复合氧化物、代表性的可列举出铟锡复合氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)、铟锌复合氧化物，可列举出掺杂有4价金属离子或2价金属离子的氧化铟(In2O3)。铟系复合氧化物具有在可见光区域(380～780nm)中透射率高为80％以上、并且每单位面积的表面电阻低(30～1000Ω/□(欧姆每平方，ohms per square))的特征。
上述铟系复合氧化物的表面电阻值优选为300Ω/□以下、进一步优选为150Ω/□。表面电阻小的透明电极18、20例如可以如下来得到：通过溅射法或真空蒸镀法在固化树脂层上形成铟系复合氧化物的非晶质层后，在100～200℃下进行加热处理，使非晶质层变化为结晶质层，由此得到。另外透明电极18、20的厚度为35nm以下。
透明电极18、20不限定于上述的材料，可以使用锡锌氧化物、锌氧化物、氟掺杂锡氧化物等透明导电性氧化物、聚乙烯二氧噻吩等导电性高分子。
[透明填充层]
透明填充层22在压电传感器16的一个透明电极20与显示器24之间的整体形成。在透明电极20与显示器24之间填充并充满透明填充层22。压电传感器16的任意透明电极18、20可以成为显示器24的一侧。
透明填充层22使用由光学透明粘接材料或光学透明粘合材料形成的粘接剂或树脂。可以将呈片状的透明填充层22贴合于透明电极20的表面而形成透明填充层22，也可以通过将液态的透明填充层22涂布于透明电极20的表面并照射紫外线而使其固化来形成透明填充层22。透明填充层22是在对显示器24安装压电传感器16时形成的。也可以在显示器24的前面而不是透明电极20形成透明填充层22，安装压电传感器16。
透明填充层22的折射率为透明电极20的折射率与显示器24的折射率间的折射率。使折射率逐渐变化，抑制光的散射等。透明电极20使用氧化铟锡、透明填充层22使用粘接剂或树脂、显示器24的前面的功能薄膜的最表层使用PET薄膜的情况下，透明电极20、透明填充层22、显示器24的最表层的各自的折射率可以为1.7、1.5、1.3左右。
[显示器]
显示器24可以使用液晶显示器或有机EL显示器等平面显示器。在显示器24的前面配置压电传感器16。压电传感器16通过透明填充层22而粘接于显示器24。在压电传感器16与显示器24之间没有空气层，透明填充层22覆盖显示器24的前面整体。
[触摸面板]
可以在压电传感器16的透明电极18上配置触摸面板。在显示器24上依次层叠压电传感器16、触摸面板。压电传感器16与触摸面板之间可以填充与上述透明填充层22相同的材料而进行粘接。
触摸面板包括静电电容式、电阻膜式等任意的触摸面板。测定触摸面板中进行了按压的位置。也可以使压电传感器16的上侧的透明电极18作为触摸面板的电极而发挥功能。由于压电传感器16不弯曲，因此为静电电容式的触摸面板时，可以在不弯曲下使用。能够提高按压位置的检测精度，延长触摸面板的寿命。
[实施方式2]
可以在基材薄膜12与具有压电性的涂布层14之间、基材薄膜12与透明电极20之间、或具有压电性的涂布层14与透明电极18之间的至少1者间设置光学调整层(Indexmatching layer，折射率匹配层)(也称为折射率调整层)。例如，图2的(a)的压电传感器25在具有压电性的涂布层14与透明电极18之间配置有光学调整层26a。光学调整层26a为几nm～几十nm左右的薄层，对折射率进行调整。
形成光学调整层26a的情况下，可列举出具有压电性的涂布层14的厚度为0.5～10μm、光学调整层26a的厚度为80～160nm、透明电极18的厚度为20nm以上作为一例。另外，可列举出具有压电性的涂布层14的折射率为1.40～1.50、光学调整层26a的折射率为1.50～1.70、透明电极18的折射率为1.90～2.10作为一例。另外，使基材薄膜12的厚度为2～100μm、使折射率为1.50～1.70。通过采用以上的厚度和折射率，从而透明电极18与光学调整层26a的反射率差为2.0％以下，外观变良好。
如图2的(b)那样形成多个光学调整层26b、26c的情况下，光学调整层26b、26c在基材薄膜12与涂布层14之间和压电薄膜10的任意面形成。图2的(b)的压电薄膜27在基材薄膜12与涂布层14之间具有光学调整层26b，进而压电传感器28在压电薄膜27与透明电极18之间形成有光学调整层26c。
可以在基材薄膜12与涂布层14之间、或基材薄膜12的与涂布层14处于相反侧的面的至少1者形成锚涂层(anchor coat layer)。例如图3的压电传感器30使用了在基材薄膜12与涂布层14之间形成有锚涂层31的压电薄膜32。锚涂层31能够提高层间的密合性。
进而，可以如图4的压电传感器40那样在基材薄膜12与透明电极20之间设置抗粘连层41。抗粘连层41有防止重叠的薄膜发生压接(粘连)的效果。
关于图2～4所示的层间，可以不形成上述层中的任意层，而形成多种层。
[实施方式3]
实施方式1对压电薄膜10直接地形成透明电极18、20，但也可以对压电薄膜10间接地形成透明电极18、20。例如，可以如图5的(a)的压电传感器50那样对压电薄膜10仅直接形成一个透明电极18。形成在基材薄膜51上层叠有透明电极20的层叠体52，在层叠体52的两面设置透明填充层22、53，将一个透明填充层53贴附于压电薄膜10、将另一透明填充层22贴附于显示器24。透明填充层22、53覆盖层叠体52的一面和另一面整体。需要说明的是，基材薄膜51及透明填充层52可以使用与图1的基材薄膜12及透明填充层22相同者。
另外，也可以如图5的(b)的压电传感器54那样在压电薄膜10仅直接形成另一透明电极20。形成将一个透明电极18层叠于基材薄膜55而成的层叠体56，用透明填充层57将层叠体56和压电薄膜10粘接。基材薄膜55及透明填充层57可以使用与图1的基材薄膜12及透明填充层22相同的例子。
可以为如图6的压电传感器60那样将图5的(a)、(b)的压电传感器50、54组合而成的构成。用透明填充层53、57将2个层叠体52、56粘接于压电薄膜10，2个透明电极18、20间接地配置于压电薄膜10。需要说明的是，图5和图6中，压电薄膜10与层叠体52、56的上下方向可以相反。
[实施例1～3]
与实施方式1对应地，实施例1～3测定压电薄膜10的20～80℃下的压电常数d33值。压电薄膜10是在聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜上涂布偏氟乙烯和三氟乙烯的共聚物而制作的。聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜的厚度为23μm。
制作具有压电性的涂布层14时，首先，利用超声波将偏氟乙烯和三氟乙烯的共聚物(2元系共聚物)溶解于甲乙酮，制作偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物(2元系共聚物)的溶液。偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物(2元系共聚物)中所含的、偏氟乙烯与三氟乙烯的摩尔比为75/25。
接着，利用棒涂机将偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物(2元系共聚物)的溶液涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜的表面。接着，使聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜及未干燥的涂布层在60℃、5分钟、进而135℃、5分钟的干燥条件下进行干燥，得到涂布层。干燥后的涂布层的厚度为1、3、5、7μm。
接着，为了使经上述干燥的涂布层具有压电特性从而成为具有压电性的涂布层，进行极化处理。作为极化处理的方法，优选通过电晕放电来进行。电晕放电处理没有特别限定，例如可以如日本特开2011-181748号公报中记载那样通过对非极化薄膜使用线状电极来实施施加、或对非极化薄膜使用针状电极来实施施加而进行。对于电晕放电处理的条件，基于本发明所属的技术领域的常识进行适宜设定即可。若电晕放电处理的条件过弱，则有得到的压电薄膜的压电性不充分的担心，另一方面，若电晕放电处理的条件过强，则有得到的压电薄膜具有点状缺陷的担心。例如，使用线状电极通过卷对卷(roll-to-roll)实施连续施加的情况下，根据线状电极与非极化薄膜之间的距离、薄膜膜厚等而异，例如，为-15～-25kV的直流电场。处理速度例如为10～500cm/分钟。作为另一方法，对于极化处理，除了电晕放电以外，例如还可以通过用平板电极从非极化薄膜的两面夹持而进行施加来实施。具体而言，例如，用平板电极从非极化薄膜的两面夹持而实施施加的情况下，可以采用0～400MV/m(优选50～400MV/m)的直流电场、及0.1秒～60分钟的施加时间的条件。
如表1所示，20℃～80℃的压电常数d33值的变化为±1.4～3.5％。
[比较例1]
比较例1由偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物(2元系共聚物)的厚度20μm的自支撑薄膜(不具有基材薄膜)形成。比较例1的压电薄膜如下来制作：将利用超声波使偏氟乙烯与三氟乙烯的共聚物(2元系共聚物)溶解于常温的异丁基酮而成的溶液以干燥后的厚度成为20μm的方式涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜的表面并干燥后，从聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜剥离，从而制作。20℃～80℃的压电常数d33值的变化为±11.0％。
[比较例2]
比较例2由偏氟乙烯的聚合物(聚偏氟乙烯)的厚度80μm的自支撑薄膜(不具有基材薄膜)形成。比较例2的压电薄膜如下来制作：将利用超声波使偏氟乙烯的聚合物(聚偏氟乙烯)溶解于常温的异丁基酮而成的溶液以干燥后的厚度成为80μm的方式涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜的表面并干燥后，从聚对苯二甲酸乙二醇酯基材薄膜剥离，从而制作。20℃～80℃的压电常数d33值的变化为±12.5％。
[比较例3]
需要说明的是，作为比较例3，也仅对基材薄膜测定雾度值等，仅取得基材薄膜的性能。
需要说明的是，关于上述的实施例及比较例中的厚度，使用透射型电子显微镜(日立制作所制、H-7670)观察截面来进行测定、或使用膜厚计(Peacock公司制、Digital dialgauge DG-205)进行测定。
对于压电常数d33的测定，使用PIEZOTEST公司的PiezoMeter Systems PM300(作为样品固定夹具，前端安装
Figure BDA0002500523810000111
的销)、或使用其同等品进行。测定时，在薄膜两面将Pt等导电膜成膜，充分获得与薄膜的接触来实施。对于压电常数d33的实测值而言，根据测定的薄膜的正面和背面，呈正值或负值，本说明书中，作为压电常数d33的值，记载其绝对值。
对于储能模量，使用动态粘弹性测定装置(SII NanoTechnology Inc.制、装置名DMS6100)在以下的条件下进行测定。
(测定条件)
频率：10Hz、应变振幅：10μm、测定温度：0～100℃、升温速度：2℃/分钟、试验片尺寸：TD10mm×MD20mm、测定方向：MD。
总结上述实施例及比较例，则如表1那样。对于实施例，20℃～80℃的储能模量变化为±30％以下，压电常数d33值的变化率也为±10.0％以下。因此，不易因温度变化而产生按压力的误差。另一方面，对于比较例，压电常数d33值高，有因温度变化而产生按压力的误差的担心。
[表1]
Figure BDA0002500523810000121
如上所述，20℃～80℃的储能模量变化越小，压电常数d33值变化越小。因此，本申请的压电薄膜10不易因温度变化而产生按压力的检测的差异。适合在温度变化剧烈的环境中使用的智能电话、车载导航系统的显示器。
[实施例4～9]
另外，与实施方式2相对应地，如图7那样，在厚度23μm的基材薄膜12上制作具有压电性的涂布层14、光学调整层26d、透明电极18，测定厚度及折射率。将其结果示于表2，“第1层”为具有压电性的涂布层14，“第2层”为光学调整层26d，“第3层”为透明电极18。具有压电性的涂布层14通过与上述实施例相同的方法形成。
光学调整层26d如下表2所示，有时折射率为1.54、1.62、1.7。由于制造方法因折射率而异，因此对每个折射率进行说明。折射率为1.54的情况下，在具有压电性的涂布层14的一个面，由三聚氰胺树脂：醇酸树脂：有机硅烷缩合物的重量比2：2：1的热固化型树脂(光的折射率n＝1.54)形成厚度为120nm的光学调整层26d。
折射率为1.62的情况下，在具有压电性的涂布层14的一个面，用凹版涂布机涂布含有紫外线固化性树脂47质量份、氧化锆颗粒(中值粒径40nm)57质量份及PGME的光学调整组合物(JSR公司制、“OPSTAR Z 7412”、固体成分12质量％)，在无风状态(小于0.1m/s)下立即在60℃下进行1分钟加热干燥。其后，用高压汞灯照射累积光量250mJ/cm2的紫外线而实施固化处理。通过该方法，在具有压电性的涂布层14上形成了厚度90、120、或150nm、折射率1.62的光学调整层26d。
折射率为1.7的情况下，制备在包含三聚氰胺树脂、醇酸树脂及有机硅烷缩合物的热固化型树脂(以重量比计为三聚氰胺树脂：醇酸树脂：有机硅烷缩合物＝2：2：1)中混合TiO2(折射率＝2.35)的微粒而成的树脂组合物。此时，以上述树脂组合物的折射率成为1.70的方式调整TiO2微粒的混合量。然后，在具有压电性的涂布层14上涂覆上述树脂组合物，使其固化，形成厚度150nm的光学调整层26d(折射率1.70)。
进而，在光学调整层26d上通过溅射形成上述的铟锡复合氧化物(ITO：Indium TinOxide)的透明电极18。需要说明的是，在基材薄膜12的与涂布层14的相反面形成有具有抗粘连功能的硬涂层100。
各实施例如上所述，具有压电性的涂布层14的厚度为0.5～10μm、光学调整层26d的厚度为80～160nm、透明电极18的厚度为20nm以上。另外，具有压电性的涂布层14的折射率为1.40～1.50、光学调整层26d的折射率为1.50～1.70、透明电极18的折射率为1.90～2.10。透明电极18与光学调整层26d的反射率差为2％以下，外观良好。
需要说明的是，根据需要，将透明电极18蚀刻而成为期望的电极等。求上述折射率时，光学调整层26d的折射率使用通过蚀刻去除了透明电极18的部分。因此，由各折射率求出空气与透明电极18、空气与光学调整层26d的反射率，由此求出反射率差。
[比较例4～5]
作为与实施例4～9相对的比较例，进行没有光学调整层26d的情况(比较例4)和光学调整层26d的折射率小于1.5的情况(比较例5)。没有光学调整层26d的情况下，反射率差为透明电极18与具有压电性的涂布层14的差。反射率差大于2％，外观差。
需要说明的是，对于折射率为1.46的情况(比较例4)的光学调整层26d，将二氧化硅溶胶(COLCOAT CO.,LTD.制，COLCOAT P)用乙醇进行稀释以使固体成分浓度成为2％，在具有压电性的涂布层14的一面上通过二氧化硅涂布法进行涂布，其后，在150℃下进行2分钟干燥、固化，形成厚度120nm的层(SiO2膜，光的折射率为1.46)，制成光学调整层26d。比较例中，其他构成的制造方法与实施例相同。
[表2]
Figure BDA0002500523810000151
根据以上，通过使具有压电性的涂布层14上具备透明电极18，有时因透明电极18而呈黄色或茶色，损害外观。可知通过如本发明那样设置光学调整层26d，将透明电极18、光学调整层26d、具有压电性的涂布层14的厚度及折射率调节为上述的值的范围，能够如表2那样减小反射率差，不损害外观。可知，即使在显示器24的前面配置在压电薄膜10上层叠光学调整层26d和透明电极18而成的构成，也不易损害显示器24的外观。
另外，本发明可以在不脱离其主旨的范围内，基于本领域技术人员的常识以施加各种改良、修正、变更的方式来实施。
产业上的可利用性
本发明的压电传感器可以与配置于显示器的前面的触摸面板成为一体而利用。
附图标记说明
10、27、32：压电薄膜
12、51、55、91：基材薄膜
14：具有压电性的涂布层
16、25、28、30、40、50、54、60、70、80、90：压电传感器
18、20：透明电极
22、53、57：透明填充层
24：显示器
26a、26b、26c、26d：光学调整层
31：锚涂层
41：抗粘连层
52、56、92：层叠体
100：具有抗粘连功能的硬涂层

Claims (12)

1.一种压电薄膜，其具备：基材薄膜、和
层叠于所述基材薄膜的具有压电性的涂布层，
所述压电薄膜的20℃～80℃的储能模量变化为±30％以下。
2.根据权利要求1所述的压电薄膜，其20℃～80℃的压电常数d33值变化为±10％以下。
3.根据权利要求1或2所述的压电薄膜，其中，所述涂布层的厚度为0.5～10μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的压电薄膜，其中，所述涂布层包含氟树脂。
5.根据权利要求4所述的压电薄膜，其中，所述氟系树脂为偏氟乙烯、三氟乙烯、氯三氟乙烯中的2种以上的共聚物或偏氟乙烯的聚合物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的压电薄膜，其中，所述基材薄膜由高分子薄膜形成。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的压电薄膜，其雾度值为5％以下。
8.一种压电传感器，其具备：
权利要求1～7中任一项所述的压电薄膜；和
相对于所述压电薄膜的至少1个面直接或间接地层叠、且以铟氧化物为主成分的透明导电。
9.根据权利要求8所述的压电传感器，其中，在所述基材薄膜与涂布层之间、基材薄膜与透明电极之间、及涂布层与透明电极之间的至少1者中具备光学调整层、锚涂层、抗粘连层中的至少1者。
10.根据权利要求9所述的压电传感器，其中，所述涂布层的厚度为0.5～10μm、光学调整层的厚度为80～160nm、透明电极的厚度为20nm以上。
11.根据权利要求9或10所述的压电传感器，其中，所述涂布层的折射率为1.40～1.50、光学调整层的折射率为1.50～1.70、透明电极的折射率为1.90～2.10。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的压电传感器，其中，所述透明导电的厚度为35nm以下。
CN201880075197.1A 2017-11-21 2018-06-14 压电薄膜及压电传感器 Withdrawn CN111386613A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017223299A JP7050469B2 (ja) 2017-11-21 2017-11-21 圧電フィルムおよび圧電センサ
JP2017-223299 2017-11-21
PCT/JP2018/022733 WO2019102635A1 (ja) 2017-11-21 2018-06-14 圧電フィルムおよび圧電センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111386613A true CN111386613A (zh) 2020-07-07

Family

ID=66630987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880075197.1A Withdrawn CN111386613A (zh) 2017-11-21 2018-06-14 压电薄膜及压电传感器

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7050469B2 (zh)
KR (1) KR20200089257A (zh)
CN (1) CN111386613A (zh)
WO (1) WO2019102635A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI808671B (zh) * 2021-03-19 2023-07-11 日商吳羽股份有限公司 導電性壓電積層膜及製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4238756A4 (en) * 2020-10-30 2024-04-17 Kureha Corp TRANSPARENT PIEZOELECTRIC CONDUCTIVE FILM AND TOUCH SCREEN
EP4324641A1 (en) * 2021-04-15 2024-02-21 Kureha Corporation Transparent conductive piezoelectric laminated film
WO2023067900A1 (ja) * 2021-10-22 2023-04-27 株式会社クレハ 透明導電圧電フィルム、タッチパネル、および透明導電圧電フィルムの製造方法
JPWO2023067899A1 (zh) * 2021-10-22 2023-04-27

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5144368B2 (zh) 1973-09-21 1976-11-27
JP6097117B2 (ja) 2013-03-28 2017-03-15 株式会社カネカ 積層体およびフイルム
JP6866064B2 (ja) 2013-10-08 2021-04-28 ダイキン工業株式会社 透明圧電パネル
JP2015214053A (ja) 2014-05-09 2015-12-03 日東電工株式会社 積層体
JP6434716B2 (ja) 2014-05-09 2018-12-05 日東電工株式会社 タッチパネル用シートセンサー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI808671B (zh) * 2021-03-19 2023-07-11 日商吳羽股份有限公司 導電性壓電積層膜及製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200089257A (ko) 2020-07-24
JP7050469B2 (ja) 2022-04-08
JP2019096680A (ja) 2019-06-20
WO2019102635A1 (ja) 2019-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111386613A (zh) 压电薄膜及压电传感器
TWI733819B (zh) 附透明電極之壓電膜及壓力感測器
CN109196452B (zh) 触摸传感器
JP6579245B2 (ja) 静電容量式タッチパネル付き表示装置
JP6879826B2 (ja) タッチセンサ
KR102401028B1 (ko) 정전 용량식 터치 패널 부착 표시 장치
JP4508074B2 (ja) 透明導電性積層体及びそれを備えたタッチパネル
CN109196673A (zh) 压电薄膜
TW201502936A (zh) 附有電容式觸控面板的顯示裝置
JP2012066481A (ja) ハードコート層を有する積層フィルム、およびタッチパネル用積層フィルム
KR101406221B1 (ko) 일체형 터치 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치
TW201447716A (zh) 附有電容式觸控面板的顯示裝置
WO2017209081A1 (ja) 透明電極付き圧電フィルムおよび圧力センサ
US20230422628A1 (en) Transparent conductive piezoelectric film and touch panel
KR102365236B1 (ko) 압전 센서 및 그 압전 센서를 사용한 디스플레이
JP7050426B2 (ja) 圧電センサおよびその圧電センサを用いたディスプレイ
WO2017209080A1 (ja) 圧電フィルム
WO2022091828A1 (ja) 圧電フィルム、タッチパネル、および圧電フィルムの製造方法
US20230010682A1 (en) Touch Panel Device
CN116941347A (zh) 导电性压电层叠膜及制造方法
CN118044357A (zh) 透明导电压电膜、触摸面板以及透明导电压电膜的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200707